本章复习与测试优秀教案范文

教学设计——用牛顿运动定律解决问题之超重与失重

【学习目标】

1．掌握超重、失重现象

2．理解产生超重和失重的条件，知道完全失重及产生条件

3．能利用牛顿第二定律对超失重现象进行定量的分析

4．了解生活实际中超重和失重的例子，培养学生运用牛顿第二定律分析和解决问题的能力

【课前准备】

预习课本P88的“超重和失重”部分，并完成以下问题。

问题1．我们在使用台秤测物重时，或者用弹簧秤测物重时，你所测得的数值实际上是哪个力的数值？为什么这个数值能代表物重呢？

[答案：用台秤测物重时，所测得的数值实际上是压力的数值，用弹簧秤测物重时，所测得的数值实际上是拉力的数值。这个数值能代表物重，这是因为压力与支持力是一对作用力与反作用力，大小相等；而支持力与重力又是一对平衡力，大小也相等，所以，压力的数值就是重力的数值] 问题2．什么是超重？什么是失重？

[答案：物体对支持物的压力（或对悬挂物的拉力）大于物体所受重力的现象称为超重；物体对支持物的压力（或对悬挂物的拉力）大于物体所受重力的现象称为超重]

问题3．什么情况下会出现超重、失重？出现超重或失重状态时，物体的重力有没有变？

[答案：物体具有向上的加速度，即物体在加速上升或减速下降时，会出现超重现象；物体具有向下的加速度，即物体在加速下降或减速上升时，会出现超重现象。出现超重或失重状态时，物体的重力没有变化]

问题4．什么是完全失重？

[答案：当物体正好以大小等于g的加速度竖直下落时，这时物体对支持物、悬挂物完全没有作用力，这种状态是完全失重状态]

【课前讨论】

上课后，利用5分钟左右的时间结合以上4个问题进行学生小组讨论。在此过程中，在黑板上画好用台秤测物重、用弹簧秤测物重的简图备用。

然后抽查几位学科长，谈谈对以上几个问题的认识，关键是要明确对超重、失重的认识。有些问题回答不出来不要紧，带着问题上课效果会更好。

一、超重与失重

【实验观察】

研究超重与失重的一个经典实验，就是在电梯里测体重。电梯在上升过程中一般会有三

种运动状态，哪三种？[答案：加速上升、匀速上升、减速上升]同学们在观看视频《电梯里测体重》时，一定要注意这三种状态时示数的变化，同学们的观察力是否敏锐，考验你的时候到了！

播放视频时，在电梯下降之前暂停一下，先让同学们把观察结果记录在表中，类似地，播放下降的过程，记录观察结果。

根据你的记录，请得出结论：当物体做

[加速上升或减速下降]

的运动，即当物体具有向

上

的加速度时，处于超重状态；当物体做

[加速下降或减速上升]

的运动，即当物体具有向

下

的加速度时，处于失重状态。

给予两三分钟学生填写，然后用实物投影仪展示，看看有多少同学意见相同。

【理论分析】运用以前学过的牛顿运动定律，求证：（1）当物体具有向上的加速度时，物体对支持物的压力大于其重力；（2）当物体具有向下的加速度（a

（1）证明：对物体受力分析如图

由于加速度向上，则有：

FNGma

所以FNGmaG

根据牛顿第三定律，物体对支持物的压力

'FNFNG，得证。

叫两学生上黑板板演证明过程，下面学生也证明，如果不会，可以讨论。

【动手体验】将弹簧秤挂着钩码，提起或者放下一段距离，在实验之前，先推想一下示数会如何变化，然后用实验去验证你的推想。

操作时，可以让一部分同学做向上提的实验，另一部分同学做向下放的实验。还要跟学生讲明要有一段明显的距离、不要太慢。

然后就两种情况各点一位同学汇报：实验之前的推测是怎样的？实验与你的推测吻合吗？

答案：向上提起时，示数先变大后变小。放下一段距离时，示数先变小后变大。

这个实验肯定有一些同学是不成功的，不成功的原因可能是操作上有问题，观察起来有困难。

【思考】某位同学运用数字化信息系统，使用力传感器做了该实验并得到了右图所示的图线，试说明T1时刻至T3时刻的大致运动情况。

答案：T1至T2时刻重物向上加速，T2至T3时刻重物向上减速。

二、完全失重

【思考】当重物与弹簧秤一起向下做匀加速运动，加速度恰好等于g时，弹簧秤示数为多少？

答案：这时弹簧秤的示数为0，即出现完全失重状态。

【讨论】完全失重

（1）

处于完全失重状态的物体是不是不受重力？答：

仍要受重力 （2）

物体处于完全失重状态的条件是 a=g 。

（3）

在学过的几种运动类型中，哪些运动状态的物体会处于完全失重状态？

答： 自由落体运动、竖直上抛运动 （4）

将两本书叠放在一起，然后松手，使其一起自由下落，在下落过程中两书之间有没有压力？

答： 没有，如果有，对任何一本书而言，都将导致a不等于g

【实验体会】将一个装有半瓶水的矿泉水瓶侧底部开一个小孔，有细流喷出，如果将水瓶释放，使其做自由落体运动，还会有细流吗？

答：不会有，原因与上述（4）理由相同，处于完全失重的物体之间无压力，无论是固体，还是液体。从而，也没有因压力而产生的压强。

【课堂小结】

【课堂检测】

1．下列关于超重和失重的说法中，正确的是：（

）

A．物体处于超重状态时，其重力增加了

B．物体处于完全失重状态时，其重力为零

C．物体处于超重或失重状态时，其惯性比物体处于静止状态时增加或减少了

D．物体处于超重或失重状态时，其质量及受到的重力都没有变化

2．游乐园中，游客乘坐能加速或减速运动的升降机，可以体会超重与失重的感觉。下列描述正确的是（

）

A．当升降机加速上升时，游客是处在失重状态

B．当升降机减速下降时，游客是处在超重状态

C．当升降机减速上升时，游客是处在失重状态

D．当升降机加速下降时，游客是处在超重状态

3．某实验小组的同学在电梯的天花板上固定一根弹簧秤，使其测量挂钩向下，并在钩上悬挂一个重为10 N的钩码。弹簧秤弹力随时间变化的规律可通过一传感器直接得出，如图所示。则下面分析正确的是（

）

A．从时刻t1到时刻t2，钩码处于失重状态

B．从时刻t3到时刻t4，钩码处于超重状态

C．电梯可能开始在15楼，先加速向下，接着匀速向下，再减速向下，最后停在1楼

D．电梯可能开始在1楼，先加速上升，接着匀速向上，再减速向上，最后停在15楼

4．某人质量为60kg，站在升降机中，某时刻该升降机正以a=2m/s2的加速度匀减速上升，该人此时对升降机地板的压力多大？（g取10m/s2）